某水泥股份有限公司纯低温余热发电工程节能评估报告

某水泥股份有限公司纯低温余热发电工程节能评估报告内容摘要：

7 18 19 1 项目报告编制 2 初步设计 3 设备订货 4 施工图设计 5 土建施工 6 设备安装调试 7 试运行 8 正式运行 项目用能概况 主要 耗能 系统与设备的初步选择 本项目主要 耗能 系统为生产 系统（包括 生产 给水系统、 粉尘处理系统 ）和 照明 系统。 大行 水泥股份有限公司纯低温余热发电工程 能评报告 12 （ 1） 项目 生产系统 耗能 设备的初步选择 如下： 表 23 生产 系统 主要耗 能 设备表 序 号 名 称 规格型号 单位 数量 配套电机 功率（ kW） 电机功率合计（ kW） 1 冷却塔水泵 24SH19B 台 2 250 500 2 锅炉给水泵 DA1150X6 台 2 110 220 3 冷却塔风机 LF86 台 2 132 264 4 凝结水泵 6N6 台 2 37 74 5 真空泵 2BW4203OEK4OY980 台 2 37 74 6 锅炉循环水泵 250X200UCWM32 台 4 90 360 7 拉链机 FU410 22140mm 台 2 15 30 8 拉链机 FU410 34200mm 台 2 37 9 链式输送机 FU270 26963mm 台 2 15 10 链式输送机 FU410 17240mm 台 2 11 22 11 其它 319 合计 1915 （ 2） 照明系统分三个部分： T/G 厂房（含化水车间）及冷却塔 六线 /七线 AQC 锅炉及沉降室 PH 锅炉 正常照明以反射型高压钠灯照明光源为主，电力室、控制室设置采用荧光灯， T/G 厂房部分照明光源采用工厂灯；照明电源引自电力室的照明专用低压配电柜。 AQC 锅炉及沉降室、 PH 锅炉分别设照明配电箱 1 只，分别就近引入。 冷却塔、 AQC 锅炉及沉降室、 PH 锅炉分别设照明配电箱 1 只，采用 TNS供电 系统。 大行 水泥股份有限公司纯低温余热发电工程 能评报告 13 T/G 厂房照明包括正常照明和应急照明，正常照明设双电源自动切换照明配电箱 1 只，采用 TNS 供电系统，正常情况下由 TG 厂房低压柜供电，当 TG 厂房内电源断电时能自动切换至备用电源（此备用电源取自熟料线电力室），其中应急照明采用以下方式实现： a） 在常规照明系统中配若干个自带蓄电池的专用应急灯具，灯具接线方式为五线制； b） 直流屏经逆变单元输出交流 220V 电源作为应急电源引至应急照明配电箱。 能源消耗情况 能源消耗种类 本工程为利用公司 2 4500t/d 熟料生产线窑头、窑尾废气余热 建设的一座 15400kW 纯低温余热发电站， 项目建成运营后，主要能源消耗种类为电力 及能耗工质水。 电力 消耗 ： 主要为生产给水系统和粉尘处理系统的耗电设备用电。 就工程本身而言， 不使用外购电能 ， 而是利用余热发电自用。 水 消耗 ： 主要为 冷却水补充水及化学水补充水。 主要能源消费数量 本项目各种能源消费总量见下表 24： 表 24 各种能源消费总量表 序号 能源种类 消耗量 折标量（吨标准煤） 折标系数 数值 比例（％） 1 电力 生产系统用电 万 kwh/a 照明系统用电 万 kwh/a 小计 万 kwh/a 2 自产水 万 t/a 合 计 大行 水泥股份有限公司纯低温余热发电工程 能评报告 14 3 能源供应情况分析评估 项目所在地能源供应条件及能源消费情况 某某 市境内有两个电厂。 三元 发电 建有 2 250MW 火力发电机组， 红旗 发电建有 2 75MW 火力发电机组， 两电厂 合计装机容 量为 650MW，年供电 能力 约 40 亿 kwh。 2020 年， 某某 市全年社会用电量约 30 亿 kwh。 随着 某某 市境内工业的迅速发展以及产业园区承接产业转移的加速，预计 某某 市全社会电力消费将会出现大幅度增长，形成供电紧张。 项目 能源来源及能源供应条件 项目 能源来源 本项目为 利用公司 2 4500t/d 熟料生产线窑头、窑尾废气余热 发电，设计年发电量为 11088 万 kWh， 装机容量为 18MW，设计功率为 15400kW，生产自用电量为发电量的 7%。 以下对 余热供应的可靠性和余热供应条件是否满足项目发电的需要 进行 分析。 项目余热供应资源 废气条件 根据 大行 水泥股份有限公司 新建 熟料生产线 的设计指标， 2 4500t/d熟料生产线的余热废气资源，能 够 满足 一 台 设计功率 为 15400kW 汽轮发电机热 媒介质 的需要。 以下将水泥生产线废气余热资源情况 进行列表： 大行 水泥股份有限公司纯低温余热发电工程 能评报告 15 表 31 生产线 废气余热资源表 热 源 项 目 PHJ锅炉 AQCA 锅炉 废气流量 （ 湿性气体 ） 10 3Nm3/h 340 165 废气静压 （ Pa） 7000 1000 废气含尘量 （ g/m3） 80 30 锅炉入口 废气温度 窑尾 320 窑头 360 废气热焓值 kJ/Nm3 锅炉出口 废气温度 194 废气热焓值 kJ/Nm3 废气成份 Vol% N2 O2 H2O CO2 余 热资源 根据公司三期后续工程项目熟料生产线的工艺技术方案及主机配置、综合各项生产条件，熟料线建成投产后， 可形成 310 万吨的熟料产能（设计运行天数 310 天，设计生产能力 2 4500t/d，考虑生产线的一定富裕能力，实际生产能力可达 2 5000t/d）。 通过计算，熟料线产生的废气余热总 量约 1807455168000kJ/a。 通过对上表 2 4500t/d 生产线 废气余热资源表 的分析以及热平衡计算，系统的设计发电功率为 15400kw，详见附图之余热发电系统热平衡图。 具体热平衡计算公式如下： PH 锅炉主蒸汽量计算 D1 = [Vg (i1 i2) F (h1 h0) ] / (h2 h1)η 式中： D1 —— 锅炉蒸发量 kg/h 计算值 大行 水泥股份有限公司纯低温余热发电工程 能评报告 16 Vg —— 锅炉入口废气 流量 Nm3/h 设计值 i1 —— 锅炉入口废气热焓值 kJ/Nm3 查烟气热焓表得 i2—— 锅炉出口废气热焓值 kJ/Nm3 查烟气热焓表得 h2 —— 锅炉主蒸汽热焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 h1—— 锅炉给水热焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 h0 —— 省煤器入口给水焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 F—— 省煤器入口给水流量 kg/h 设计值 η —— 锅炉效率 % 设计值 AQC 锅炉主蒸汽量计算 D2 = [Vg (i1 i2) F (h1 h0) ] / (h2 h1)η 式中： D2 —— 锅炉蒸发量 kg/h 计算值 Vg—— 锅炉入口废气 流量 Nm3/h 设计值 i1—— 锅炉入口废气热焓值 kJ/Nm3 查烟气热焓表得 i2—— 锅炉出口废气热焓值 kJ/Nm3 查烟气热焓表得 h2—— 锅炉主蒸汽热焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 h1—— 锅炉汽包给水焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 h0—— 省煤器入口给水焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 F—— 省煤器入口给水流量 kg/h 设计值 η —— 锅炉效率 % 设计值 闪蒸饱和蒸汽量计算 F =(H1 H2)/(H3 H2) (F1 F2 F3) 式中： F—— 闪蒸饱和蒸汽蒸发量 kg/h 计算值 H1—— 闪蒸器入口热水热焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 大行 水泥股份有限公司纯低温余热发电工程 能评报告 17 H2—— 闪蒸器热水热焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 H3—— 闪蒸器饱和蒸汽热焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 F1—— 省煤器入口给水流量 kg/h 设计值 F2—— PH 锅炉入口给水流量 kg/h 设计值 F3—— AQC 锅炉入口给水流量 kg/h 设计值 发电机组发电功率计算 P =[( D1+ D2) h1 + D3 h2 (D1 + D2 + D3) h3]η 1η 2/3600 式中： P—— 发电机输出功率 kW 计算值 D1—— PH 锅炉蒸发量 kg/h 计算值 D2—— AQC 锅炉蒸发量 kg/h 计算值 h1—— 汽轮机入口蒸汽热焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 D3—— 闪蒸饱和蒸汽蒸发量 kg/h 计算值 h2—— 闪蒸器饱和蒸汽热焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 h3—— 汽轮机排出蒸汽热焓值 kJ/kg 查水和蒸汽热焓表得 η 1—— 汽轮机相对内效率 % 设计值 η 2—— 发电机效率 % 设计值 经过上述一系列的热平衡计算，最后得出本项目基于此窑头窑尾废气参数条件下的发电输出功率 为 15400kw。 结论： 综上所述， 该公司 2 4500t/d 熟料生产线余热供应的可靠性和余热供应条件 满足项目 设计 发电 能力 的需要。 发电生产不使用外购电能 ， 而是利用余热发电自用，因此，项目能源消费 不会对当地 电力供应 产生影响。 大行 水泥股份有限公司纯低温余热发电工程 能评报告 18 4 项目建设方案节能评估 项目选址与总平面布置对能源消费 和利用 的影响 项目选址 及条件 厂址 与建设场地 大行 水泥股份有限公司 位于 某某 省 某某 市 某某 镇，距 222 国 道及 某某高速以及 某某 铁路 某某 车站均较近，工厂交通运输非常便利。 拟建项目选址位于 大行 水泥股份有限公司三期水泥熟料生产线厂区内。 地质条件 根据 某某 水文工程勘察院的《岩土工程详细勘察报告》，拟建发电区域内地貌为 某某 冲积平原。 场地地形是东高南低，地形起伏平缓，高差不大。 各土、砂层均不存在强震作用产生震陷及砂、土液化不良地质现象。 场地属较稳定场地，不均匀地基。 建筑场地类别为 II 类。 水源 供水水源来自距厂区 4km 的 某河 ，依托码头设置取水泵站，通过 2DN400 输水管线，将原水输送至 厂区 2 400m3/h 给水处理装置，原水净化处理后经二级泵房加压供厂区熟料线及余热发电系统生产、生活用水；18MW 余热发电系统耗水量约 170m3/h，日消耗水量约 4080m3/d。 电源 大行 水泥股份有限公司三期熟料生产线建设时已建成一座 110kV/ kV 总降压变电站；总降内设置两段 母排，每段母排已预留预留发电大行 水泥股份有限公司纯低温余热发电工程 能评报告 19 联络开关的位置，发电机发出的电能，由电站厂房内的同期开关并网，通过电站侧联络开关输送至总降 母线 总 图 布置 总平面布置原则 由于 本项目为配套项目，与原有工艺系统联系紧密，总平面布置须充分考虑对原有工艺系统的影响； PH 锅炉与 AQC 锅炉与原有废气管道连接要顺畅、阻力小； 汽轮机厂房和冷却水系统要尽量靠近余热回收系统，减少热力损失，降低系统阻力； 充分考虑主体车间的交通、消。